金屬腐蝕原理

李寧黎德育

2011年2月考核方式：1、期中測試15分（開卷）2、期末測試50分（開卷）3、大作業10分（雷同均判零分）4、考勤5分（缺一次扣一分）5、課堂提問10分基礎分4分（每答對一次加一分）6、課堂演講10分12+41+9+4+7+7=80/lideyulideyu樂學網

ppt大量引用了北科大及廈大的腐蝕課件內容，表示感謝。第1章緒論一、金屬材料-現代物質文明的基礎黃金→青銅→鋼鐵→輕金屬二、為什么在博物館里很少見到出土的鐵器文物？越王勾踐劍人物雙獅金飾牌1.1金屬腐蝕的定義

金屬的腐蝕是金屬和周圍環境發生化學或電化學反應而導致金屬受破壞性侵害的過程。金屬材料在周圍介質的作用（物理作用、化學作用、電化學作用、生化作用）下，表面狀態發生變化并形成新相而使金屬材料遭到破壞的現象。腐蝕是一種悄悄進行的破壞，卻常常造成令人措手不及的惡性事故。(曹楚南)1.2腐蝕損失數據一、腐蝕與GDP

2003年《中國腐蝕調查報告》，我國國民生產總值10710億美元，腐蝕造成損失600億美元（5000億人民幣）。（不完全統計）

年腐蝕損失約占GDP的6%。

1998年美國腐蝕造成損失2757億美元，占GDP106億美元的2.78%。

腐蝕損失為洪水、火災、颶風和地震等自然災害綜合損失的6倍。Uhlig方法是從生產、制造方面單純地累加直接防蝕費進行評估。①采用不銹鋼耐蝕合金比采用低合金鋼所增加的費用；②涂層如熱鍍鋅、電鍍(化學鍍)鎳、涂料的費用等；③添加緩蝕劑的費用；④干燥貯存金屬設備及零部件的費用；⑤陰極保護工程的費用等。不包括腐蝕造成的設備與元件的更換及間接損失。間接損失：停產損失、產品(原料)流失、降低生產效率、產品的污染、腐蝕容差設計、事故賠償。Hoar方法是按各使用領域的腐蝕損失和防蝕費的總和進行推算。Battelle法，即根據企業生產關聯表，用投入／產出矩陣方法進行統計。計算出各部分直接消耗和間接消耗①生產某種產品所需的輸入；②生產這種產品所需的設備投資；③設備的壽命；④社會對這種產品的需求。二、我國在各種腐蝕防護方法所耗費的費用與比例間接損失是直接損失的1.5~2倍。部分行業損失1.3具體腐蝕造成嚴重破壞案例一、油田輸送二、天然氣輸送1971年5月四川威成線天然氣管線腐蝕爆裂，造成爆炸和燃燒，導致直接經濟損失7000萬元。1971年5月至1986年2月，四川天然氣管網腐蝕導致爆炸和燃燒事故83次，其中第一次事故就傷亡24人。2006年12月21日19時許，中石化南方勘探開發分公司部署在川東一口重點預探井——清溪1井發生天然氣溢流事件，當地出現成千上萬群眾自發的、無序的逃命場面，隨后，1.2萬名當地群眾被迫緊急轉移。當晚22時左右，該氣井被放噴點火。三、藥廠設備四、其它個案1984年12月3月，印度首府博帕爾聯碳公司農藥廠異氰酸甲酯泄漏事故，使4000名居民中毒死亡，200000人深受其害，是世界工業史上絕無僅有的大慘案。調查表明，該事故是由于120～240加侖水進入異氰酸甲脂(MIC)貯罐引起放熱反應，致使壓力升高，防爆膜破裂而造成的。另外還查明，由于貯罐內含有大量氯仿(氯仿是MIC制造初期作為反應抑制劑加入的)，氯仿分解產生氯離子，使貯罐(材質為304不銹鋼)發生腐蝕，而產生游離鐵離子，在鐵離子催化作用下又加速了反應的進行。由于放熱反應持續進行，貯罐內溫度急劇升高，致使壓力很快達40磅／平方英寸以上，防爆膜破裂，安全閥打開，漏出大量MIC。漏出的MIC噴向氫氧化鈉洗滌器，因該洗滌器能力太小，不可能將MIC全部中和。最后的安全防線是燃燒塔，但結果燃燒塔也未發揮作用。1967年12月，位于美國西弗吉尼亞州和俄亥俄洲之間的俄亥俄橋突然塌入河中，死亡46人。事后檢查，是由于鋼梁應力腐蝕破裂和腐蝕疲勞而產生裂縫所致。同年，英國內普羅石油化工公司，環已烷氧化裝置的旁通管發生硝酸鹽應力腐蝕破裂，引起環已烷蒸氣管爆炸，死28人，傷105人，損失達1億美元。山西火電廠鍋爐酸腐蝕脆爆，直接累計損失3億元。此外還將帶來其他缺電引起的間接損失。

1965年3月4日，美國路易安那州輸氣管線破裂著火，死17人，事后檢查是由于管線產生應力腐蝕破裂。

1970年，日本大阪地鐵的管道因腐蝕破壞而折斷，引起瓦斯爆炸，乘客當場死亡75人。

1985年8月12日日本一架波音747客機由于發生應力腐蝕破裂而墜毀，一次死亡500多人。

1979年，我國某市液化石油氣貯罐爆炸起火，死傷幾十人。1.4金屬腐蝕的危害總結重大的經濟損失（停產損失、產品損失、效率損失、產品污染、過度設計）災難性重大事故（有毒物質的泄漏，造成環境污染，危及人民健康）資源與能源的巨大浪費阻礙科技進步，延緩生產發展1.5腐蝕科學技術簡史應用：春秋時期青銅器表面有鉻氧化層。18-19世紀期間

1748年：羅蒙諾索夫解釋了金屬的氧化現象。

1790年：凱依爾（Keir）描述了鐵在硝酸中的鈍化現象。

1830年：德·拉·里夫(DelaRive)提出了金屬腐蝕微電池的概念。

1833年：法拉第(Faraday)提出了電解定律。現代英國：伊文思(Evans)提出了金屬腐蝕過程的電化學基本規律，現代腐蝕科學奠基人。霍爾(Hoar)

美國：尤利格(Uhlig)、Mansfeld

德國：豪飛、瓦格納比利時：泡拜格斯(Pourbaix)(創立電位-pH圖)

前蘇聯：阿基莫夫、弗魯坶金、托馬曉夫

腐蝕材料學金屬學化學管理學工程力學生物學電學數學計算機1.6腐蝕相關學科1.7金屬腐蝕原理研究內容(1)研究并確定金屬材料與環境介質作用的普規律，既要從熱力學方面研究金屬腐蝕進行的可能性，更重要的是從動力學的觀點研究腐蝕進行的速率及機理。

(2)研究在各種條件下控制或防止腐蝕的措施，以把腐蝕控制在合理的程度上。

(3)研究金屬腐蝕速率的測試技術和方法，找出評定金屬腐蝕的試驗方法與標準，研究現場金屬腐蝕的測試技術與監控方法。學習達到目的：系統地掌握腐蝕電化學的基本知識和基本原理掌握各種腐蝕類型，各種局部腐蝕的特點、產生機理、影響因素及防護措施，了解局部腐蝕相關的正確設計思路；能分析化工設備常見的腐蝕現象并提出防腐途徑。在化工設